calculo de coeficientes peliculares


Tabla de contenido





I) Introducción:

I.1) Resumen del contenido del informe:

En esta experiencia se tiene un ducto metálico con forma de "L" (con un codo), cuya sección transversal es rectangular, por el cual se hace pasar aire a diferentes velocidades. El aire es impulsado mediante una turbina unida a un motor eléctrico, el cual le proporciona trabajo a la turbina yeventualmente al aire. Ensamblado al motor eléctrico va un dispositivo terminal, el cual permite regular su velocidad en RPM.

En el manto del ducto se instala una resistencia eléctrica, la cual proporciona energía en forma de calor, y sobre ésta un aislante térmico, de modo que la mayor parte del calor sea absorbido por el aire que va pasando dentro del ducto.

En este informe se muestran lasdiferentes mediciones efectuadas del sistema y diferentes cálculos realizados con el objetivo de medir, comparar y validar algunos modelos matemáticos de convección, tanto para convección natural como para convección forzada.

I.2) Objetivos:

Aplicar los conocimientos de transferencia de calor en convección, para evaluar el coeficiente de acuerdo a las situaciones físicas planteadas.

I.2.1Objetivos específicos:

a) Determinar el coeficiente para el caso particular de un ducto rectangular horizontal, con una resistencia eléctrica interna, mediante dos modelos matemáticos diferentes.

b) Efectuar un análisis comparativo de los resultados.

c) Determinar el coeficiente para una placa con convección natural, mediante dos modelos matemáticos diferentes.

d) Efectuar un análisiscomparativo de los resultados.

I.3) Instrumentos utilizados y sus características técnicas:

a) Una huincha de medir común.

b) Un anemómetro Lutron AM-4203 con un tiempo de respuesta de 0,8 segundos y un rango de medición de 0,4 a 25,0 metros por segundo.

c) Tres termocuplas de inmersión Transductor Fluke 52 II. Utiliza termopares externos de los tipos J, K, T y E. Posee una respuestarápida y de alta precisión (+-0,20%+0,3°C) para temperaturas bajo los 100°C.


°Termocupla

d) Cuatro termocuplas de contacto o superficie. Solo cambia el terminal de medición, pero es el mismo dispositivo anterior.


° Terminal de contacto de termocupla

e) Un cronómetro digital común.

f) Un voltímetro análogo con una sensibilidad de 10V.

g) Un amperímetro análogo con unasensibilidad de 0,5A.

I.4) Descripción del método seguido:

- Dos de las tres termocuplas de inmersión fueron montadas en la entrada y en la salida del ducto, en unos agujeros previamente instalados, para medir la temperatura del aire a la entrada y a la salida. La cuarta termocupla de inmersion se utilizo para medir la temperatura del aire al exterior del equipo.

- Dos de las cuatrotermocuplas de contacto se instalaron en la parte superior e inferior del aislante térmico para medir sus temperaturas. Otra termocupla de contacto se instalo en la entrada del ducto en una cara interior para medir la temperatura de la superficie, y la ultima termocupla tenía como objetivo medir la temperatura de la superficie interior a la salida del ducto, pero por problemas de acceso se tuvo queinstalar en la cara exterior inmediatamente después del aislante térmico.

-El voltímetro y el amperímetro se instalaron en la resistencia eléctrica.

-El anemómetro se utilizó a la salida del ducto para hacer diferentes mediciones de la velocidad del aire.

-Con el cronómetro se midió el tiempo que tarda el sistema en estabilizarse tras diferentes condiciones de operación.

-La huincha de medirse utilizó para obtener las diferentes dimensiones del equipo.

Posteriormente se llevaron a cabo las mediciones para las diferentes condiciones (rpm), y se fueron anotando los valores obtenidos en una tabla.


Finalmente se aumentaron las rpm a valores altos para enfriar el equipo.
° Esquema de la instalación

II) Presentación de los resultados:

Los resultados obtenidos fueron los...